锂电池的两种短路模式

在锂电池的安全事故中，短路是最主要的诱因之一。但很多人容易混淆“内短路”与“外短路”。二者虽都表现为电流异常增大、电池发热，但发生位置、发生原因，对应的防护措施却大不一样。

一.核心定义

内短路：是指电池内部的正负极之间，由于绝缘失效，形成了低阻抗的异常导电通路。这是一种电池电芯本身的“内部故障”。换个方法说即短路回路形成于电池内部，即正负极通过电池内部的异物、破损结构等直接连通，未经过外部电路。   

外短路：是指电池外部的正负极端子或导体，被外部导电物体（如金属工具、导线、含电解质的液体）意外连接，导致电流绕过正常负载而形成回路。这通常被视为一种“外部意外”或使用场景中的突发状况。 本质是外部电路“搭错线”，问题出在电芯外部的连接或使用环节。

二.形成原因

内短路形成三大原因：

1.制造缺陷：搅拌、涂布、辊压过程中，活性物质颗粒脱落、导电剂团聚，或混入金属碎屑（如铜粉、铝粉）、粉尘等导电异物，这些异物会刺穿隔膜，直接连接正负极；隔膜自身存在针孔、厚度不均，也会为内短路埋下隐患。2.使用滥用a).电滥用
过充电会导致锂离子在负极表面过度沉积，形成锂枝晶，生长到一定程度便会刺穿隔膜。过放电则可能使正极材料结构崩塌，产生尖锐碎屑刺穿隔膜。
b).热滥用高温环境会导致隔膜熔化收缩，丧失绝缘性。
c).机械滥用碰撞、挤压等外力可使电池内部变形，导致隔膜破损或电极直接接触。

外短路的常见成因

外短路的诱因集中在外部电路，与电芯本体质量无关，多为可避免的人为或环境因素：

1.外部电路连接错误：装配时正负极接线柱接反、导线绝缘层破损后搭接；维修、测试时，金属工具（如扳手、镊子）同时触碰正负极极耳，形成直接连通。

2.使用环境不当：电池落入水中、潮湿环境导致外部电路绝缘失效；金属碎屑、导电粉尘堆积在电池正负极接口处，形成导电桥。

3.保护装置失效：电池外部的保险丝、熔断器、保护板（BMS）损坏，无法在电路异常时切断回路，导致外部短路持续发生。

三.发生特征

内短路与外短路的发生过程、表现特征差异明显，这也是判断短路类型的关键依据。

内短路：具有隐蔽性、突发性。初期可能无明显外部症状，仅表现为电池容量快速衰减、自放电率升高（静置时电压快速下降）；当短路面积扩大，内部会迅速发生剧烈放热反应，电池温度骤升、鼓包、漏液，随后可能起火爆炸。由于短路发生在内部，无法通过外部观察直接发现，前期排查难度大。

外短路：具有直观性、即时性。短路发生瞬间，外部电路会出现明显异常：电流急剧飙升（远超额定放电电流），电池端电压瞬间降至接近0V；若短路电流过大，导线、接线柱会快速发热、发烫，甚至熔化、冒烟；部分场景下会伴随火花，故障位置清晰可见，排查难度较低。

四.预防策略预防内短路–核心在于 “治本” ，聚焦制造端和材料端。
制造工艺：严格控制生产洁净度，杜绝金属杂质；提高极片裁切精度，减少毛刺；确保卷绕/叠片对齐度。
材料与设计：选用热稳定性更好、更耐枝晶的隔膜（如陶瓷涂覆隔膜）；优化电解液配方以抑制枝晶生长；从设计上避免过充、过放、过热的使用场景。
系统监测：通过BMS实时监测电池电压、温度和内阻的细微变化，利用算法提前预警内短路风险。
预防外短路：核心在于 “防外” ，聚焦使用端和系统防护。
物理防护：确保电池包外壳绝缘、密封良好，防止金属异物进入或液体浸润。
电气防护：合理设计电气间隙与爬电距离；在系统中可靠设置熔断器、继电器等过流保护装置。
小结：综上，锂电池内短路与外短路的核心区别，在于短路回路的形成位置，这也决定了二者的成因、特征、危害及防护逻辑的差异。内短路源于电芯内部结构缺陷，隐蔽性强、危害极大，需依赖生产质控和全生命周期监测防控；外短路源于外部电路问题，直观可控，通过规范操作和完善防护装置即可有效规避。